Skull Simplification in Tetrapoda: A Macroevolutionary Approach

Der Tetrapodomorpha-Schädel hat in seiner fast 400 Millionen Jahre langen Geschichte viele Veränderungen durchlaufen. Dazu gehört der fortschreitende Verlust von Knochenelementen im Schädel. Die Schädelvereinfachung ist der wissenschaftlichen Gemeinschaft seit Langem bekannt, aber unser Wissen über die Muster und zugrunde liegenden Prozesse der Schädelvereinfachung ist sehr lückenhaft. Dies ist vor allem deshalb problematisch, weil phylogenetische Analysen der Verwandtschaftsverhältnisse früher Tetrapoden stark auf Schädelmerkmalen – insbesondere auf Merkmale, die durch ein Verlust von Strukturen gekennzeichnet sind – beruhen. Um diese Wissenslücke zu schließen, wurden eine Reihe makroevolutionärer Analysen am Tetrapoden-Schädel durchgeführt. Eine Rekonstruktion des ancestralen Zustands des Schädeldachs ergab den wiederholten Verlust von Elementen der Temporalreihe sowie die anhaltende Konservierung der Knochen der Medianreihe. Eine weiterführende Untersuchung der Evolvierbarkeit der Schädeldachknochen in der Temnospondyli-Lissamphibia-Linie ergab, dass die Unterschiede in der evolutionären Konservierung wahrscheinlich durch einen Bias in der Indivualentwicklung bedingt sind, die die Beibehaltung der Knochen der Medianreihe begünstigt. Ein abschließendes Experiment, bei dem synchrotronbasierte Röntgendaten verwendet wurden, um nach Belegen für Knochenfusionen bei frühen Tetrapoden zu suchen, zeigt die praktischen Grenzen der Verwendung von Ossifikationszentren als Homologiekriterium auf. Zusammengenommen verdeutlichen diese Analysen die außerordentliche Komplexität der Schädelvereinfachung und bilden die Grundlage für künftige Forschungsarbeiten. Weiterführende Studien in diesem Forschungsfeld haben das Potenzial, Hypothesen zur Phylogenie früher Tetrapoden zu stärken und wichtige Debatten in der Evo-Devo zu bereichern, etwa hinsichtlich der Wechselwirkungen zwischen Mikro- und Makroevolution.